dna密码对比传统密码学与量子密码学的优势与不足

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1、DNA密码对比传统密码学与量子密码学的优势与不足蒋君殷志祥（安徽理工大学理学院安徽淮南232000）【摘要】DNA密码是近年来伴随着DNA计算而出现的密码学新领域。本文简要介绍了DNA密码学、传统密码学、量子密码学。从三者的基本概念、理论基础、具体操作过程、安全依据和现阶段的发展成果以及不足着手，通过对比得出DNA密码学相较与传统密码学和量子密码学的优势和不足并分析存在问题的原因。然后给出DNA密码学在实际运用中已经取得的成果和未来可能发展的方向。最后做出展望提出结合三种密码学的优势建立新的混合型密码

2、学体系的构想。【关键词】DNA计算；DNA密码；传统密码学；量子密码学TheAdvantagesandDisadvantagesofDNAPasswordintheContrasttotheTraditionalCryptographyandQuantumCryptographyJIANGJunYINZhi-xiang(SchoolofScience,AnhuiUniversityofScienceAndTechnology,HuainanAnhui,232000)【Abstract】Inrecent

3、years,DNAPasswordisanewcryptographyfieldwhichappearswithDNAcalculation.ThispaperbrieflyintroducestheDNAcryptography,TraditionalcryptographyandQuantumcryptography.Fromthebasicconcepts,theoreticalfounda-tions,concreteoperationproc-esses,safetybasisandthec

4、urrentdevelopmentachievementsandshortcomingsofthethreefields,thispaperobtainsDNAcryptography’sadvantagesanddisadvantagescomparedwithtraditionalDNAcryptographyandquantumcryptog-raphyandanalyzesitscauses.Then,thiepapershowstheachievementsofDNAcryptography

5、inpracticalapplicationanditsfuturedevelopmentdirectionFinally,itwillmakeanoutlookthatanewmixedcryptographysystemcanbecreatedontheadvantagesofthethreekindsofcryptography.【Keywords】DNAcomputing;DNAcryptography;Traditionalcryptography;Quantumcryptography0引

6、言DNA计算[1-3]是一门近几年才兴起的前沿学科，而密码学则是作为用于保护数据安全的工具从古老的凯撒密码到现代密码学逾期将近两千余年。两个看似没有联系的学科在现代技术下呈现越来越紧密的联系。密码学技术是信息安全技术的核心，主要由密码编码技术和密码分析技术两个分支组成[4-5]。传统经典密码学和在其基础上发展起来的现代密码学，其加密解密过程，以及安全性都是基于数学难题,除一次一密外其他的密码系统都只具有计算安全性，如果攻击者有足够的计算能力，就可以破译这些密码。但传统密码在算法和理论上都是相当成熟的。

7、量子密码是一个全新的概念[6]，它依赖于物理学的理论基础作为密码的安全模式，简单说就是基于单个光子和它们固有的量子属性来研究开发比较先进安全的全新密码系统[7]。因为量子系统在不干扰系统的情况下是不可能测定该系统的量子状态的，同时由Heisenberg测不准原理几乎可以保证，量子密码学成为不可破译的密码。DNA密码是近几年伴随着DNA计算的研究而出现的密码学新领域。其特点是以DNA为信息载体，以现代生物技术为实现工具，挖掘DNA固有的高储存密度和高并行性低消耗等优点，有很多人相信其将有可能与传统密码学

8、，量子密码学并列成为密码学的三大分支[8-10]。但是要想与发展成熟的传统密码和理论较完善的量子密码并驾齐驱还是要经过长期的理论构架和实践操作，现阶段学术界对DNA密码的研究也在逐渐展开[11-15]。※基金项目：本文得到国家自然科学基金（61170172，60873144，61073102，60973050）资助。作者简介：蒋君，安徽理工大学理学院，硕士，主要研究方向为图与组合优化、DNA计算。殷志祥，安徽理工大学理学院，教授，博士后，主要研究方向为图